Cuando un suelo se seca, esto tiene un impacto negativo en la actividad de las bacterias del suelo. Utilizando una combinación innovadora de técnicas de análisis e imágenes de vanguardia, los investigadores de UFZ ahora han descubierto que los hongos aumentan la actividad de las bacteriasen hábitats secos y pobres en nutrientes al suministrarles agua y nutrientes. La capacidad de los hongos para regular el estrés por sequía en el suelo y, por lo tanto, mantener las funciones del ecosistema es una visión importante en el contexto del cambio climático.
Muchos hongos se propagan a través del suelo con una fina red de filamentos delgados conocidos como hifas. En su búsqueda de agua y nutrientes, las hifas crecen en diferentes direcciones, agrandando constantemente la red. Una vez encontradas, el agua y los nutrientes son absorbidos y transportados a través delhifas, lo que permite su suministro a partes de la red fúngica en áreas secas o pobres en nutrientes del suelo, pero no es solo el hongo en sí mismo el que se beneficia del transporte de material a través de las tuberías hifales: las bacterias también sonse les proporciona el agua y los nutrientes que necesitan para prosperar. Esto ha sido demostrado por un equipo de investigadores de UFZ en un estudio publicado recientemente en la revista Comunicaciones de la naturaleza . "Hemos sospechado durante mucho tiempo que los hongos juegan un papel importante en el presupuesto de humedad del suelo", dice el biotecnólogo ambiental UFZ Prof. Matthias Kästner. "Ahora, usando técnicas de espectrometría de masas de iones secundarios NanoSIMS y ToF-SIMSde la plataforma de investigación ProVIS en UFZ, finalmente hemos obtenido evidencia experimental "
Como parte de sus investigaciones, los investigadores examinaron de cerca el transporte de agua, sustratos y nutrientes a través de pequeñas hifas microscópicas de hongos. Crecieron los hongos en un medio de cultivo de agua, glucosa y nutrientes que contienen nitrógeno. Las hifas fúngicas teníanpasar a través de una zona seca y libre de nutrientes para crecer en una nueva área que contiene el medio de cultivo. La zona de transición inhóspita contenía esporas de la bacteria del suelo común Bacillus subtilis. Las esporas son etapas inactivas de Bacillus que se forman cuando no hay suficienteagua, alimentos y nutrientes disponibles para el crecimiento bacteriano. Las bacterias entran en una especie de etapa latente, de la que solo despiertan una vez que las condiciones ambientales son más favorables para vivir de nuevo.
En el experimento, el crecimiento de los hongos mejoró estas condiciones: "A medida que las hifas fúngicas crecieron a través de la zona seca, las esporas bacterianas germinaron y notamos una clara actividad microbiana", dice el microbiólogo ambiental de UFZ, Dr. Lukas Y.Wick ". Los hongos obviamente mejoraron las condiciones ambientales de las bacterias y las despertaron de su sueño, como la Bella Durmiente". Pero, ¿qué sucede exactamente a nivel químico cuando las hifas fúngicas crecen en proximidad directa de las esporas bacterianas? Para responder a esta pregunta,Los investigadores 'etiquetaron' de antemano los nutrientes que contienen agua, glucosa y nitrógeno en el medio de cultivo con isótopos estables. Si estas sustancias se transfirieran del hongo a la bacteria, podrían detectarse utilizando el marcador isotópico y el método NanoSIMS, con nanoa escala espacial ". El método NanoSIMS revela la distribución de elementos e isótopos y, por lo tanto, nos permite observar procesos metabólicos", explica Kästner.Resulta que sí encontramos los isótopos estables de los nutrientes etiquetados que contienen agua, glucosa y nitrógeno en la masa celular de la bacteria, que solo podrían provenir de los hongos ".
Este estudio les ha dado a los investigadores de UFZ otra visión importante sobre los hongos y su función importante en los suelos. Los hongos sirven como estaciones de bombeo y tuberías para el agua, sustratos y nutrientes y pueden colonizar lugares inhóspitos, haciéndolos habitables para las bacterias, y así estimularactividad microbiana en el suelo. En trabajos anteriores, los investigadores ya han demostrado que las hifas fúngicas actúan como una especie de carretera fúngica para las bacterias, permitiéndoles moverse y proporcionar un punto de acceso para la transferencia de genes bacterianos. Wick continúa: "Los resultados de estoEl último estudio demuestra una vez más que, a través de su interacción con las bacterias, los hongos juegan un papel importante, previamente subestimado en el ecosistema del suelo ".
Si un suelo está contaminado con contaminantes, por ejemplo, las bacterias pueden descomponerlos. Pero si el suelo está demasiado seco, los procesos de degradación se detendrán ". Si el período de sequía dura un tiempo limitado, los hongos tienenefecto estabilizador y puede mantener los procesos del suelo en marcha. Esto podría ser importante específicamente con respecto a los impactos del cambio climático, si la proporción de áreas secas a húmedas del suelo aumenta dramáticamente ", dice Kästner. En investigaciones futuras, los investigadores por lo tanto tienen la intención de miraraún más de cerca en el suelo como un verdadero ecosistema ". Queremos llevar a cabo experimentos de suelo en diferentes condiciones ambientales y descubrir qué influencia tiene el crecimiento de hongos en la descomposición de los contaminantes", dice Wick. Agrega: "Es importante tener un mejorcomprensión del papel de los hongos en el ecosistema del suelo. Solo cuando sabemos cómo funciona el suelo podemos responder a los cambios, por ejemplo los causados por el cambio climático, con decisiones informadas ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro Helmholtz de Investigación Ambiental - UFZ . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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